[精选]井控设备概述.pptx

《[精选]井控设备概述.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[精选]井控设备概述.pptx（128页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、第二章 井控设备第一节概述一、井控设备的功用预防井喷。及时发现溢流。迅速控制井喷。处理复杂情况。显然，井控设备是对油气井实施压力控制，对事故进行预防、监测、控制、处理的关键手段；是实现平安钻井的可靠保证；是钻井设备中必不可少的系统装备。二、井控设备的组成以液压防喷器为主的钻井井口装置，又称防喷器组合。其主要包括：液压防喷器、四通、过渡法兰、套管头。液压防喷器控制系统。其主要包括：司钻控制台、远程控制台、辅助控制台。以节流管汇为主的井控管汇。其主要包括：节流管汇及液动节流阀控制箱、放喷管线、压井管线、注水管线、灭火管线及反循环管线。钻具内防喷工具。其主要包括：钻具止回阀、方钻杆上下旋塞、投入式止

2、回阀、旁通阀。以监测和预报地层压力为主的仪器仪表。其主要包括：钻井液密度、钻井液进出口量、钻井液池液面、钻井液出口温度、起钻时井筒液面等参数的监测仪。钻井液加重、除气、灌注设备。其主要包括：钻井液加重设备、钻井液气体别离器、常压式或真空式钻井液除气器、起钻自动灌注钻井液装置。井喷失控处理和特殊作业设备。其主要包括：如不压井起下管柱的加压装置、自封头、旋转防喷器、灭火设备、撤除井口工具等。根据原中国石油天然气总公司“科学钻井装备配套标准的要求，首先应配齐的井控装置有：液压防喷器、控制系统、节流压井管汇、套管头、方钻杆上下旋塞、钻具回压阀、钻具旁通阀、钻井液除气器、起钻灌浆装置和循环池液面监测装置

3、。三、井控设备的型号1液压防喷器的型号SY5053-84例如：2FZ3535表示公称通径346mm，最大工作压力35 MPa的双闸板防喷器。2控制装置的型号SY5053.2-91例如：FKQ4005B表示气压遥控，储能器公称总容积为400升、5个控制对象、经第二次改进后的防喷器控制装置。3节流压井管汇的型号节流管汇型号表示方法：压井管汇型号表示方法：例如：压力等级为21pa带手动节流阀的节流压井管汇，其型号为：JG/S2-21；YG-21。四、井口防喷器组合合理选用井控设备组合或配置是平安、顺利、高效钻井的重要环节。液压防喷器组合、井控管汇及阀件的选择包括压力级别、公称尺寸通径、组合形式及控制

4、系统的控制点数的选择等。影响液压防喷器组合选择的因素主要有：井的类别、地层压力、套管尺寸、地层流体类型、人员技术状况、工艺技术要求、气候影响、交通条件、物资供给状况以及环境保护要求等。总之，能实现平衡钻井，确保钻井平安和节省钻井费用。1、防喷器压力等级的选择液压防喷器的最大工作压力是指防喷器安装在井口投入工作时所能承受的最大井口压力。共有5种压力级别，即：14MPa 2000psi，21MPa 3000psi，35MPa5000psi，70MPa10000pai，105MPa15000psi。其压力级别的选择取决于所用套管的抗内压强度、套管鞋处裸眼地层的破裂压力和预计所承受的最大井口压力。但主

5、要是根据防喷器组合预计承受的最大井压力来决定。对于生产油井，预期井口最高压力是以井喷时井筒内仍留有一半钻井液液柱估算的，即预期井口最高压力地层压力一半井深钻井液液柱压力对于探井、高压井，预期井口最高压力是以井筒内已无钻井液，井筒完全掏空的条件估算的，即预期井口最高压力预计地层压力 根据我国油气田的地质情况以及多年的钻探经验，井深缺乏2000m的浅井，预期井口最高压力常低于14MPa，因此液压防喷器的压力等级应选用14MPa。井深2000mm4000mm的中深井预期，预期井口最高中压力常在2135MPa范围内，液压防喷器的压力等级应用21MPa或35MPa。井深4000mm7000mm的深井，预

6、期井口最高压力可能高达70MPa或更高，液压防喷器的压力等级应选用70MPa或105MPa。2、防喷器公称通径的选择防喷器的公称通径，是指能通过防喷器中心孔最大钻具的尺寸。共有9种，180mm71/16、230 mm9、28011、346135/8、426163/4、476183/8、528203/4、540211/4、680263/4。其中现场常用的有：230mm、280mm、346mm、540mm。防喷器组合的通径必须一致，其大小取决于井身结构设计中的套管尺寸，即必须略大于连接套管的直径。3、防喷器组合形式的选择选择防喷器组合形式主要根据地层压力、钻井工艺要求、钻具结构及设备情况来决定。井

7、口防喷器组合形式的选择应按SY/T6426钻井井控技术标准执行。单密封组合只有一个防喷器，这是最简单的结构，只适用于浅井或低压气井。双密封组合有两个单闸板一个管子闸板，一个全封闸板防喷器，或一个单闸板防喷器和一个环形防喷器，如附图一A1-A4，适用于低压油气井。三密封组合有两个单闸板一个管子闸板，一个全封闸板防喷器和一个环形防喷器，如附图一A5-A6，适用于高压油气井。四密封组合配有三个单闸板一个全封闸板，二个管子闸板防喷器和一个环形防喷器，如附图一A7-A8，适用于高压井、超深井和预探井。五、控制点数的选择 控制点数除满足选择的防喷器组合所需要的控制点数外，还需增加两个控制点数，用来控制两个

8、液动阀，或用来控制一个液动阀，另一个作为备用。第二章 井控设备第二节环形防喷器一、功用在钻进、取心、下套管、测井、完井等作业中发生溢流或井喷时，能有效封闭方钻杆、钻杆、钻杆接头、钻铤、取心工具、套管、电缆、油管等工具与井筒所形成的环形空间。当井内无管具时，能全封闭井口。在使用减压调压阀或缓冲储能器控制的情况下，能通过18台肩的对焊钻杆时，可强行起下钻作业，但起下钻速度要慢，过接头时要更慢不大于0.2m/s。强行起下钻具时关井压力可适当降低，允许胶芯与钻杆之间有少量泄漏。能否进行强行起下钻作业还必须考虑井下情况和平安施工的条件。二、环形防喷器的类型环形防喷器的类型按其密封胶芯的形状可分为：锥型胶

9、芯环形防喷器 球形胶芯环形防喷器 组合胶芯环形防喷器目前，国产有锥形胶芯环形防喷器与球型胶芯环形防喷器两种。三、球型胶芯环形防喷器1.结构及工作原理 球型胶芯环形防喷器的结构主要由顶盖、壳体、防尘圈、活塞、胶芯等构成。顶盖内腔为球面，胶芯呈半球型，活塞半剖面呈“Z字形，整体径向尺寸较大，高度稍低。发生溢流关闭防喷器时，从控制系统来和高压油进入关闭腔，推动活塞上行，在顶盖的限制下，迫使胶芯向井眼中心运动，支撑筋相互靠扰，将其中间的橡胶挤向井口中心，实现密封钻具或全封井口。翻开时，从控制系统来的高压油进入开启腔，推动活塞下行，胶芯在本橡胶弹性力作用下复位，将井口翻开。2.球形胶芯的结构特点a.半球

10、形胶芯：b.不易翻胶：c.漏斗效应：d.橡胶储藏量大：e.井压助封：f.胶芯寿命长：FH2335环形防喷器试验说明，在胶芯关闭312钻杆通过1835斜坡接头1000个循环，通过钻杆3000m包括接头，并经历耐久性试验380次，开关性能试验201次。密封效果仍很稳定。因此，可以完成深井的封井起下钻作业而无需更换胶芯。四、锥型胶芯环形防喷器锥型胶芯环形防喷器的结构、工作原理球形胶芯环形防喷器类似。其胶芯的结构特点为：1胶芯呈锥形：2井压肋封：3寿命可测：设防喷器处于全开状态时，活塞顶端至顶盖上平面距离为max，胶芯报废前最后一次封零时活塞顶盖上平面的垂直距离为min，max与max两者之差即为活塞

11、的最大行程s大：s大maxminmax与min的具体数值由相应防喷器说明书中给出，所以可以直接求出s大。s大与s实之差为剩余行程之差s余，即：s余s大s实s余即为锥形胶芯的寿命标志。s余数值越大说明胶芯离报废越远；s余数值越小说明胶芯越接近报废；当s余为零时说明胶芯已到寿命极限，必须予以更换。五、组合胶芯环形防喷器卡麦隆D型环形防喷器为组合胶芯形防喷器，其胶芯与油缸均为组合结构，顶盖与壳体为快松盖连接方式，活塞断面为例“T“字形，推盘用内六解螺钉固定在活塞筒体的底部。封井时，活塞在油压作用下向上移动，依靠推盘推举外胶芯；外胶芯被迫向中心变形挤压内胶芯；内胶芯在我芯的包围挤压作用下向中以收拢变形

12、，支承筋则转动相应角度并向中以平移；于是内胶芯的橡胶迅速向中心集聚，从而实现封井。开井时，活塞向下移动，内外胶芯依靠自弹性恢复开井状态。这类防喷器防喷器整体结构小，质量轻，开关一次所需油量少，但胶芯的密封性能很不理想。六、环形防喷器的技术标准常用环形防喷器技术标准见表2-2-1和表2-2-2表2-2-1球形胶芯环形防喷器技术标准型号通径mm(in)工作压力Mpa液控油压Mpa关闭油量L 开启油量LFH23-21 230(9)21 10.5 34 22.8FH23-35 230(9)35 10.5 42 33FH28-21 280(11)21 10.5 50 39FH28-35 280(11)3

13、5 10.5 56 52FH35-35 346(135/8)35 10.5 94 69型号通径mm(in)工作压力Mpa液控油压Mpa关闭油量L 开启油量LFH23-35 230(9)35 10.5 27.4 15.9FH35-21 230(9)21 10.5 48.5 25.7表2-2-2锥形胶芯环形防喷器技术标准七、环形防喷器的比较 公称通径相同，最大工作压力相同的三种环形防喷器，它们的优劣比照列于表2-2-3。锥形胶芯环形防喷器 球形胶芯环形防喷器 组合胶芯环形防喷器结构复杂程度 简单 简单 复杂胶芯封零效果 好 好初用时效果差,试封几次后效果才好现场更换胶芯的方法井内无钻具时胶芯易更换

14、,井内有钻具时采用切割法井内无钻具时胶芯易更换,井内有钻具时采用切割法井内无钻具时胶芯易更换,井内有钻具时不能换胶芯胶芯寿命 寿命短 寿命长 寿命长开关一次所需液控油量的比值23所需液控油量最多1所需液控油量最少外形特征 径向尺寸偏小、高度稍高径向尺寸较大、高度稍低径向与高度尺寸均小重量 轻 稍重 特轻造价 低 稍高 高表2-2-1三种防喷器的比较八、环形防喷器的合理使用：1防喷器在现场安装后，应按标准进行现场试压。2进入目的层后，每起下钻两次，要试关防喷器一次以检察封井效果。如发现胶芯失效或其它问题，应立即更换处理。3在井内有钻具发生井喷时，可先用环形防喷器控制井口，但尽量不作长时间封井。一

15、则因为胶芯易过早损坏，再则无锁紧装置。非特殊情况，不封闭空井。封空井时最大井压为额定工作压力的一半。4防喷器处于封井状态时，允许上下活动钻具，但不允许旋转钻具。同样，在钻具转动时，不允许关闭防喷器，以防胶芯磨损。5严禁翻开环形防喷器来泄掉井口压力，以防刺坏胶芯。6每次翻开后，必须检查胶芯是否全开，以防挂坏胶芯。7推荐防喷器最大控制压力为10.5MPa。8使用环形防喷器强行起下钻时的本卷须知：由于强行起下钻时胶芯的工作环境比较恶劣，胶芯磨损严重，所以为使胶芯使用寿命延长，提高胶芯过接头的次数，必须依照如下程序进行操作。先以10.5MPa的液控油压关闭防喷器。逐渐减小关闭压力，直至有些轻微渗漏，然

16、后再进行强行起下钻作业。有微小的渗漏可以润滑管柱与胶芯的接触面，防止胶芯温度过高。当胶芯磨损漏失量过大时，可适当增加液控油压。注意在强行起下钻时应使用1835台肩的对焊钻杆接头，但起下钻速度要慢，过接头时要更慢不大于0.2m/s。假设强行起下钻具时不允许胶芯与钻杆之间有渗漏，那么液控油压应调到刚好满足密封为止。当关闭压力到达10.5MPa时，胶芯仍漏失严重，说明该防喷器胶芯已严重损坏，应及时处理后再进行封井起下钻作业。9胶芯备件妥善保管，防止胶芯老化，如胶芯保管期很长，并已经老化，应报废。九、故障判断与排除方法1防喷器封闭不严。1假设胶芯关不严，可屡次活动解决；支撑筋已靠扰仍封闭不严，则应更换

17、胶芯，2对有脱块、严重磨损的旧胶芯并可能影响胶芯正常使用时，则应更换胶芯。3假设翻开过程中长时间未关闭使用胶芯，使杂质沉积于胶芯沟槽及其它部位，应清洗胶芯，并按规程活动胶芯。2防喷器关闭后打不开。这是由于长时间关闭后，胶芯产生永久变形老化或固井生后胶芯下有凝固水泥浆造成的。在这种情况下，只有清洗或更换胶芯。3防喷器开关不灵活。1假设液控管线漏失，立即更换。2假设防喷器长时间不活动，有脏物堵塞，立即去除。十、操作1环形防喷器开关井的操作1关井操作遥控操作：首先将司钻台上的气源总开关扳至开位不动，再或同时将环形防喷器手柄扳至关位。远程操作：将远程台上的换向阀迅速扳至关位。2开井操作遥控操作：首先将

18、司钻台上的气源总开关扳至开位不动，再或同时将环形防喷器手柄扳至开位。远程操作：将远程台上的换向阀迅速扳至开位。2现场更换胶芯的方法1整体换装法胶芯如在使用过程中损坏，如井内无钻具时，可采用整体吊装法更换胶芯：即将顶盖翻开，吊出旧胶芯，换装新胶芯即可更换。注意装顶盖时，要用榔头将顶盖与壳体敲打贴合后，再按螺栓编号均匀上紧每个螺栓。2切割法当井内有钻具时，可采用切割法更换胶芯。御掉顶盖与壳体的连接螺栓。吊起顶盖。在胶芯上拧紧吊环螺丝，吊起坏胶芯，用割胶刀借助于撬杠，并用肥皂水润滑刀刃将旧胶芯割开，割面要平整，同样将新胶芯割开，不许用锯子锯，套到钻杆上，再装进外壳，涂好润滑油。装上顶盖上紧顶盖与壳体

19、的连接螺栓。第二章 井控设备第三节闸板防喷器一、闸板防喷器的功用1在井内有钻具时，可用与钻具尺寸相应的半封闸板也称管子闸板封闭井口环形空间。2在井内无钻具时，可用全封闸板全封井口。3在特殊情况下，可通过壳体旁侧法兰出口相连的压井、节流管汇进行钻井液循环和节流、放喷、压井等特殊作业。4在特殊情况下剪切闸板可切断钻具，到达全封井口的目的。5可用变径闸板来封一定尺寸范围的环空。6有些管子闸板还可以悬挂钻具。二、闸板防喷器的类型1、按闸板用途来分：闸板防喷器可分为全封、半封、变径和剪切闸板。2、按闸板腔室来分：闸板防喷器可分为单闸板、双闸板、三闸板。三、闸板防喷器的结构图2-3-1所示，为双闸板防喷器

20、结构图。主要由壳体、侧门、油缸、活塞与活塞杆、锁紧轴、端盖、闸板等部件组成。四、闸板防喷器的工作原理1液压原理当控制系统高压油进入左右油缸关闭腔时，推动活塞和活塞杆，使左右闸板总成沿着闸板室内导向筋限定的轨道，分别向井口中心移动，到达封井的目的。当高压油进入左右油缸开启腔时，左右闸板分别向离开井口中心的方向移动，到达开井的目的。液压油流动路线：1关闭时：液压油经壳体关闭油口壳体油路铰链座侧门油路液缸油路缸盖油路液缸关闭腔。2开启时：液压油经壳体开启油口壳体油路铰链座侧门油路液缸开启腔。2密封原理闸板防喷器要有四道密封起作用，才能有效地封闭井口，即：前密封：闸板芯子前缘与钻具之间的密封；顶密封：

21、闸板芯子顶部与壳体内台阶之间的密封；侧密封：壳体与侧门之间的密封；轴密封：闸板轴与侧门之间的密封。3封井原理 闸板浮动：闸板总成与壳体放置闸板的体腔有一定的间隙，允许闸板在壳体腔内上下浮动。井压助封：对闸板顶部助封。对闸板前部助封。自动清砂：闸板底部做成朝向井眼倾斜的“漏斗形，闸板放在高而窄的支撑筋上。自动找中：闸板的前端具有相互突出的导向块，可插入对面闸板的凹槽内。五、闸板防喷器的主要部件1壳体壳体是闸板防喷器的主体，是承受高压的自重要零件。中间有通过钻具的垂直通孔，及闸板水平运动的闸板室，闸板室底部制成便于泥沙流入井筒的倾斜面，而闸板被支撑在底部的支承盘上，这有利于去除泥沙，减少开关阻力。

22、在壳体中部或下部开有旁侧法兰孔，在封井状况下可循环钻井液或进行其它作业。闸板室顶部密封面是经加工而成的一个突台平面，它同闸板顶部胶芯接触时形成密封，防止井内高压介质从闸板侧后部漏失。2闸板是闸板防喷器的核心部件。1双面闸板闸板上下面对称，闸板体后部与活塞杆的连接为横向T型槽连接。对不同尺寸的管柱，可以只换压板和胶芯，闸板体继续留用。2单面闸板单面闸板不能翻面使用，对于不同尺寸的管柱，不能只换胶芯，要全套更换。单面闸板还有制成组合式胶芯的，这种闸板无螺钉连接，拆换胶芯极为方便。3剪切闸板在紧急情况下，须切断井内钻具时使用。一种剪切闸板为单切刀，即把切刀固定在下闸板上；一种剪切闸板为双切刀，即上下

23、闸板都固定有切刀，切割效果更好。4变径闸板CAMETON公司新设计的可变通径闸板，其密封胶芯和多效能防喷器组合胶芯的内胶芯相似，密封时，活塞前推，挤压胶芯，随管柱尺寸不同，其支承筋所转角度不同，带动内部贮备橡胶抱紧管柱。其优点是一种尺寸的闸板可用于几种不同尺寸的管柱，特别适用于组合钻具和六角形方钻杆。CAMETIN可变通径闸板可封管柱尺寸范围如表2-3-1所示。表2-3-1CAMETIN可变通径闸板封闭管径范围防喷器通径mm 所封管径范围mm279 73.02-127346 73.02-127346 127-177.8425 88.9-177.8476 88.9-193.673侧门 侧门是用于

24、封闭闸板室，安装油缸总成，活塞杆密封传送液压油的重要零件。国内生产及使用的闸板防喷器绝大多数为旋转侧门结构，侧门由铰链支承，翻开侧门可使其水平旋转120度。当拆换闸板、拆换活塞杆盘根、检查闸板以及清洗闸板室时，需要翻开侧门进行操作。侧门开关时应本卷须知：侧门不应同时翻开。侧门未充分旋开或未用螺栓紧固前，不允许进行液压开关井动作。旋开侧门时，液控压力油应处于卸压状态。旋开侧门后,使闸板伸出或缩入时，应固定侧门。4锁紧装置闸板锁紧装置可分为手动锁紧装置和液压自动锁紧装置两种形式。1手动锁紧装置手动锁紧装置是靠人力旋转手轮关闭和锁紧闸板的。手动锁紧装置的功用a长期封井时，在液压关闭闸板后将闸板锁定在

25、关闭位置，此时可掉液压；b控制系统无油压时，可用来手动关闭井口。手动锁紧装置的类型及结构液压随动丝杆式花键轴套式顶丝式3使用本卷须知a未锁紧前不能泄压。b锁紧不到位，则闸板密封不严。c解锁不到位，则闸板不能全开，起下钻具挂坏井口，液压开井时会碰坏锁紧杆丝扣。d锁紧或解锁手轮均不得强行搬紧，搬到位后回转手轮1/21/4圈。e锁紧装置只能手动关井，不能手动开井。开井必须要液压。f开井前必须检查是否解锁。g手动关井前，换向阀必须处于“关位。2液压锁紧装置 歇福尔、型液压锁紧装置、海德里公司液压锁紧装置由锁紧螺母离合器组件构成，卡麦隆公司液压锁紧为一横向锁紧液缸。这三种液压锁紧装置现场很少应用，国产设

26、备还没设置此装置，故在此不介绍。5活塞杆的二次密封 活塞杆的密封圈分为两组，一组封闭井口高压流体，一组封闭液控高压油。密封圈具有方向性，只有正确安装才起密封作用。两组密封圈的安装方向相反，这一点在井场维修中应务必注意。功用:二次密封仅用于在发生溢流关闭防喷器封闭井口后，发现观察孔有钻井液滴出，活塞杆一次密封失效时，此时，应采用二次密封作为应急措施。使用时应注意：1预先填好二次密封脂，专用扳手妥为存放。2闸板防喷器投入使用时，应卸下观察孔螺塞并经常观察有否钻井液或油液流出。3注入二次密封脂时，注入量不易过多，止漏即可，否则会增加活塞杆的磨损及开关闸板的阻力。活塞杆二次密封装置如图2-3-5所示。

27、4二次密封应急处理完溢流后，应更换密封圈，并清洗补钻井液污染的部件。六、闸板防喷器的技术标准常用闸板防喷器技术标准列于表。常用闸板防喷器技术标准型号 通径mm(in)工作压力Mpa液控油压Mpa开启油量关闭油量 所配闸板规格in2FZ18-35 180(71/16)35 10.5 41.6 4223/8、27/8、31/2、全封FZ28-70 280(11)7010.5 27 27.727/8、31/2、41/2、5、51/2、7、全封2FZ28-70 280(11)10.5 47 47.7FZ35-21 346(135/8)2110.5 25.58 26.6527/8、31/2、41/2、5

28、、51/2、5-51/2变径、7、5/8、全封2FZ35-21 346(135/8)10.5 45.58 46.65FZ35-35 346(135/8)3510.5 28.25 28.952FZ35-35 346(135/8)10.5 48.25 48.95FZ35-70 346(135/8)7010.5 214.7 216.627/8、31/2、41/2、5、51/2、7、5/8全封2FZ35-70 346(135/8)10.5 414.7 416.6七、合理使用安装闸板防喷器是时，应使壳体指示箭头方向和闸板顶密封面在上方。当井内有钻具或管柱时严禁关闭全封闸板，以防损坏闸板芯子、钻具或管柱。

29、空井时不许试开关半封闸板。半封闸板封井后不能转动钻具。每次翻开闸板前应检查手动锁紧装置是否解锁。翻开闸板后,呆检查闸板是否全开到位，不得停留在中间位置。当井口有压力时，严禁翻开防喷器泄压。操作人员必须知道所用闸板防喷器的锁紧旋紧圈数，以确保有效锁紧和完全解锁。防喷器处于“待命工况时，应卸下活塞杆二次密封观察孔处螺塞。防喷器处于关井工况时应有专人负责注意观察孔是否有溢流现象。配装有环形防喷器的井口防喷器组，在发生井喷紧急关井时必须按以下顺序操作：首先，利用环形防喷器封井。其目的是一次封井成功并防止闸板防喷器封井时发生刺漏。然后，再用闸板防喷器封井。其目的是充分利用闸板防喷器适于长期封井的特点。最

30、后，及时翻开环形防喷器。其目的是防止环形防喷器长期封井作业。八、操作1液压开关闸板液压开启闸板遥控操作：首先将司钻台上的气源总开关扳至开位不动，再或同时将环形防喷器手柄扳至开位。远程操作：将远程台上的换向阀迅速扳至开位。液压关闭闸板遥控操作：首先将司钻台上的气源总开关扳至开位不动，再或同时将环形防喷器手柄扳至关位。远程操作：将远程台上的换向阀迅速扳至关位。2锁紧与解锁锁紧口诀：顺旋到位，盘旋半圈；解锁口诀：逆旋到位，盘旋半圈。3关井情况下手动锁紧与解锁的判断 液压随动明杆式锁紧轴的光亮局部露出、外伸较长为锁紧；锁紧轴的光亮局部隐入、外伸较短时为解锁。花键轴套式其锁紧情况不能从外观看出。关井后,

31、锁紧情况应挂牌标明。顶丝式锁紧轴旋入端盖内并顶住活塞杆时为锁紧，锁紧轴伸出端盖外未顶住活塞杆时为解锁。4长期关井操作 液压关井:手动锁紧:局部泄压:关 中 将三位四通换向阀扳至中位。5锁紧后的开井完全泄压：关开中关闭储能器高压截止阀；将三位四通换向阀扳至开位；手柄回中位。手动解锁液压开井三位四通换向阀扳至中位6手动关井 将换向阀手柄扳至关位。手动关井锁紧口诀:换向阀手柄回中位。7更换闸板的操作 使远程台上控制该闸板防喷器的换向阀手柄处于中位。拆下侧门紧固螺栓，旋开侧门。液压关井，使闸板从侧门腔内伸出。拆下旧闸板，装上新闸板，闸板装正、装平。液压开井，使闸板缩入侧门腔内。将换向阀手柄回中位。旋毕

32、侧门，上紧螺栓。8活塞杆一次密封失效的应急操作 启用活塞杆二次密封装置：卸下六角螺塞，用专用扳手顺时针旋拧孔内螺钉，迫使二次密封脂通过单向阀、隔离套径向孔进入密封圈的环隙，最后上紧六角螺塞。第二章 井控设备第四节控制装置一、控制装置的功用预先由油泵组给储器打满和储藏足够压力、足够数量的压力油。一旦需要开关井口防喷器、液动放喷阀，可通过三位四能通换向阀，迅速将高压油输送到相应防喷器或管汇阀件油缸中，从而实现对井口的控制。二、控制装置的组成 远程控制台储能器装置：储能器组、油泵组、阀件及管汇、油箱及底座 司钻控制台遥控装置：气阀阀件、压力表及壳体 空气管缆、液压管线软管线或管排架、闭合弯管等硬管线

33、如果需要，还可以增设报警装置、氮气备用系统、压力补偿系统、辅助控制台。安装位置：远程控制台位于井口侧前方25米以外的平安处，司钻控制台位于钻台上司钻操作台后侧，辅助控制台位于值班房内，作为应急备用。三、控制装置的类型根据从司钻控制台上通过远程台来控制防喷器开关方式即遥控方式可分为：气控液型：国内钻井所用控制系统多为气控液型。电控液型：国外电动钻机和海上钻井所用控制系统多为电控液型。液控液型：液控液不经济、属非环保型，已基本淘汰。常用控制系统主要技术参数表参数型号控制对象及数量电动机功率KW泵组流量环形 闸板 放喷 备用 标称总容积 可用油量电泵L/min气泵mL/冲手泵mL/冲FKQ640-7

34、 1 3 2 1 808 320 18.5 46 602 FKQ640-6G 1 3 2 4016 320 18.5 46 602 FKQ480-5 1 3 1 806 240 18.5 35 602 FKQ400-5B 1 3 1 4010 200 18.5 35 602 FKQ320-4G 1 2 1 408 160 15 31 601 FKQ320-3 1 2 408 160 18.5 46 601 FK125-2D 1 1 255 6.25 15 31 14(2)FKQ-5 1 2 1 1 4016 256 储能器组L四、FQK6407型控制装置FQK6407型控制装置属气压遥控型，有

35、8个钢瓶，单瓶公称容积为80升，可控制一台环形防喷器，一台双闸板防喷器，一台单闸板防喷器，二个液动阀，一个备用控制线路，共计7个控制对象。1FQK6407型控制系统的主要参数系统公称压力：21MPa3000psi系统最高工作压力：34.5MPa3000psi系统调压范围：014MPa02000ps储能器充氮压力：70.7MPa1000100psi压力继电器调定范围：19 21 MPa 2700 3000psi压力继气器调定范围：17.521MPa25003000psi气源压力：0.650.8MPa93115psi电源：38019V/50Hz环境温度：-13402FQK6407型控制系统的特点远

36、程控制台的特点a.储能器储藏了足够数量、压力的液压油，用以实现防喷器或液动阀的屡次开关。b.电泵和气泵均带有自动启动、停止开关，无需专人看管。在正常打压过程中即使自动开关失灵，溢流阀可以迅速溢流，以防超载。c.每个防喷器或液动阀的开头均由三位四通换向阀来控制，既可以直接手动换向，又可在司钻台上气动遥控换向。d.储能器上端采用大口结构，便于现场拆装胶囊。e.远程控制台的控制管汇上备有压力源接口，可以在需要时引入压力源。f.电动泵备有吸油口，开泵后通过吸油管从外来油桶向油箱泵油。司钻控制台的特点a.工作介质为压缩空气，保证平安无污染。b.每个气转阀的阀芯机能均为型，并能自动复位，在任何情况下都不影

37、响在远程台上使用三位四通换向阀对防喷器组的操作。c.每个气转阀手柄下面均配有形象化的标牌，能清晰地显示出各气转阀所控制的对象，以防操作失误。d.司钻控制台的气转阀均采用二级操作方式。气源总阀设在司钻控制台气路的上游，其它气转的气路为并联结构，连接在气路的下游处。假设要开关防喷器，必须左手向下扳动气源总阀的同时，右手操作相应的气转阀，开关位置。气转阀手柄复位后，显示标牌将保持不变，从而直观地显示出每们控制对象的实际工况，以免误以防误操作。扳动气转阀必须保持秒以上，以确保远程控制台上的换向阀换向到位。e.每个气转阀分别与一个显示气缸相连，以便显示防喷器和液动阀的操作。3FQK6407型控制系统的工

38、作原理 将远程控制台上电控箱旋钮旋至“自动位置时，整个系统便由压力继电器控制，处于自动控制状态，使储能器压力始终保持在1921Mpa，如果系统压力低于19Mpa时，压力继电器自动接通电源启动电泵，给储能器打压。储存在储能器组中的压力油通过储能器进油阀、高压截止阀、滤清器，再经减压阀减压后，进入汇流管，最后分配到三位四通换向阀进油口，供闸板防喷器和液动放喷阀开关使用。同时来自储能器组的压力油经滤油器，进入控制环形防喷器的减压调压阀，减压后专供环形防喷器使用。操作时，只需扳动相应的三位四通换向阀手柄，便可迅速实现“开、“关防喷器的动作。三位四通换向阀的换向也可以通过司钻台遥控完成。管汇减调压阀的二

39、次油压的调整范围为014Mpa，一般为10.5 Mpa，假设将油路旁通阀从“开位扳到“关位，可以使管汇的压力升至储能器的压力，此时，管汇减压阀不起作用。工作原理 在没有电或不允许用电时，系统可以用气泵打压供油。启气泵时，先翻开气泵进气阀气路旁通截止阀关闭，压缩空气经分水滤清器、油雾器、气路四通进入压力继气器。如果此时管汇压力低于17.5Mpa时，压力继电器自动开启，压缩空气进入气泵，驱动其上下往复运动，排出的压力油经单向阀进入管汇。当系统压力升至21Mpa时，压力继电器将自行关闭，切断气源，气泵停止泵油。工作原理 当需要使用高于21Mpa的压力油进行超高压泵油时，只能由气泵供油。工作原理五、控

40、制装置主要部件1储能器1功用储能器用以储存足量的高压油，为井口防喷器、液动阀动作时提供可靠油源。2结构及工作原理储能器由假设干个钢瓶组成。通用的储能器单瓶容积有25L、40L和80L三种规格，每个钢瓶中装有胶囊，胶囊中预充70.7Mpa的氮气。当电泵输出油压大于7MPa时，油压压缩瓶内氮气胶囊，直至到达21MPa，此时胶囊里氮气体积约占钢瓶容积的13。防喷器进行开关操作时，胶囊氮气膨胀将油挤出，瓶内油量逐渐减少，油压降低，通常油压降至17.5MPa时电泵立即启动再次向瓶内补充油压至21MPa。3主要技术标准 单瓶公称容积401 胶囊充氮压力70.7MPa 钢瓶设计压力32MPa 储能器额定工作

41、压力21MPa 单瓶理论充油量油压由7MPa升至21MPa27L 单瓶理论有效排油量油压由 21MPa降至8.4MPa20L 单瓶实际有效排油量油压由 21MPa降至8.4MPa约为17L4现场使用本卷须知钢瓶胶囊中只能充氮气，不应充压缩空气，绝对不能充氮气。往胶囊充氮气时应使用充氮工具并应在充氮前首先泄掉钢瓶里的压力油，即必须在无油压条件下充氮。每月对胶囊里的氮气压力检测一次。检测时使用充氮工具，检测前应首先泄掉钢瓶里的压力油。2、电泵1功用电泵用来提高液压油的压力，往储能器里输入与补充压力油。电泵在控制装置中做为主泵使用。2结构与工作原理电泵为三柱塞、单作用、卧式、往复油泵，由三相异步防爆

42、电机驱动。电泵的结构与井场钻井泵类似，其工作原理也相同。其额定工压力为21MPa3现场使用本卷须知电源应专线供电，以免在紧急情况下井场电源被切断而影响电泵正常工作。电泵电压应保持380V，电压过低将影响电泵的正常补油工作。电泵往储能器里补充压力油时应卸压启动，即储能器油压应降至17.5MPa以下，以保护电泵与电机。控制装置投入工作时电泵的启停应由压力继电器控制，即电控箱旋钮应旋至自动位，压力继电器上限压力调定为21MPa；下限压力调定为17.5MPa。电机接线时应保证曲轴按逆时针方向旋转，即链条箱护罩上所标志的红色箭头旋向，其目的是使十字头得到较好的飞溅润滑。曲轴箱、链条箱注入20号机油并经常

43、检查油标高度，机油缺乏时应及时补充。半年换油一次。柱塞密封装置中的密封圈应松紧适度。密封圈不应压得过紧，以有油微溢为宜。通常调节压紧螺帽，使该处每分钟滴油510滴。拉杆与柱塞应正确连接。当钢丝挡圈折断须在现场拆换时，应保证拉杆与柱塞端部相互顶紧勿留间隙。否则将导致新换钢丝挡圈过早疲破坏。3、气泵1功用气泵用以向储能器里输入与补充压力油，在控制系统中做为备用辅助泵。当电泵发生故障，停电或不许用电时启用气泵；当控制装置需要制备21MPa以上的高压油时启用气泵。2结构与工作原理气泵上部为气动马达，下部为抽油泵。气动马达由钻机气控系统制备的压缩空气驱动。抽油泵为单柱塞、立式、往复油泵。4、三位四通换向

44、阀1功用三位四通换向阀属于转阀，用于使储能器高压液压油流入防喷器的关闭腔或开启腔，实现关井或开井操作；同时使防喷器油缸开启腔或关闭腔的液压油流回远程台油箱。既可在远程台直接操作，也可以通过与之所连的二位气缸在司钻台遥控操作。2结构与工作原理当三位四通换向阀手柄处于中位时，阀体上的P、O、A、B四个孔口被阀盘盖堵死，互不相通。当手柄处于关位时，阀盘使P与A、B与O连通，压力油由P经A再沿管路进入防喷器的关闭油腔，防喷器关井动作，与此同时防喷器开启油腔里的存油则沿管路由B经O流回油箱。手柄处于开位时，阀盘使P与B、A与O相通，防喷器实现开井动作。在三位四通换向阀手柄由关位或开位扳向中位过程中，阀盘

45、孔口将相对阀座孔口转移，当阀盘孔口一局部已移离阀座孔口，而另一局部却仍与阀座相通时，与阀座油口相连管路里的压力油就绕经阀盘孔口溢流回油箱。3现场使用本卷须知操作手柄应用双手迅速、果断扳到位。手柄上严禁使用任何绳套锁紧。定期对二位气缸进行润滑保养，以防锈蚀或结冰。其手柄位置应与相应防喷器开关位置一致。5减压调压阀1功用用来将储能器的高压油降低为防喷器所需的合理油压。当利用环形防喷器封井起下钻时，减压阀起调节油压的作用，保证顺利通过接头维持关井所需液控油压的稳定。6旁通阀1功用旁通阀用来将储能器与闸板防喷器供油管路连通或切断。当闸板防喷器使用10.5Mpa的正常油压无法推动闸板封井时，须翻开旁通阀

46、利用储能器里的高压油实现封井作业。2结构与工作原理旁通阀属于二位二通转阀，其结构、工作原理与前述三位四通的换向阀类似。7平安阀1功用平安阀用来防止液控油压过高，对设备进行平安保护。远程控制台上共有两个平安阀或称平安溢流阀，即储能器平安阀与管汇平安阀。2结构及工作原理8、压力继电器1功用压力继电器用来自动控制电泵的启动与停止以维持储能器的油压在适用范围内。9、压力继气器1功用压力继气器用来自动控制气泵的启停，使储能器保持21MPa油压。10、单向阀功用单向阀用来控制压力油单向流动，防止倒流。11、气动压力变送器1功用气动压力变送器系连续测量精密压力元件并具有防爆性能。其作用是将储能器油压、管汇油

47、压和环形防喷器油压的不平安的高压信号变成低压信号，输送到司钻台上或辅助控制台上进行二次显示，以利远程监视。12、遥控装置气源总阀功用气源总阀用以接通或切断遥控装置气源。13、遥控装置空气换向阀功用遥控装置空气换向阀用来向蓄能器装置上三位四通换向阀的二位气缸送气，以遥控蓄能器装置换向阀手柄，实现井口防喷器开关动作。六、控制装置常见故障与处理1电泵启动后储能器压力表升压很慢或不升压的原因1电泵柱塞密封装置的盘根过松或靡损2进油阀徽开3吸入滤清器堵塞，不畅4油箱油量过少5泄压阀微开6三位四通换向阀手柄未扳到位7管路剌漏2储能器升压后油压不稳，储能器压力表不断降压管路由壬、弯头泄漏2三位四通换向阀手柄

48、未扳到位3泄压阀、换向阀、平安阀等元件磨损，内部漏油4泄压阀未关死七、待令工况电源空气开关合上，电控箱旋钮转至自动位；装有气源截止阀的控制装置，将气源截止阀翻开；气源压力表显示0.65-0.8MPa；储能器钢瓶下部截止阀全开；电泵与气泵输油管线集合处的截止阀翻开或储能器进出油截止阀翻开；电泵、气泵进油阀全开；泄压阀关闭；旁通阀手柄处于关位；换向阀手柄处于中位；储能器压力表显示17.521MPa；环形防喷器压力表显示10.5MPa；闸板防喷器供油压力表显示10.5MPa；电接点压力表的上限位于21MPa刻度处，下限位于是17.5MPa刻度处；气泵进气路旁通截止阀关闭；气泵进气阀关闭；装有气动减压

49、阀的系统将三通旋塞扳向上方；气动压力变送器的一次气压表显示0.14MPa；油箱中盛油高于下部油位计下限；油雾器油杯盛油过半。储能器示压表、环形防喷器示压表、闸板防喷器示压表，三表示压值与储能器装置上相应油压表的示压值压差不超过1MPa。八、操作一、制装置现场调试1.控制装置系统调试1远程装置空负荷运转1准备工作预充或检查储能器氮气压力70.7MPa，缺乏时应补充。油箱注YAN32液压油或适宜的代用油，油面不应超过上部油位计的上限。电泵曲轴箱注N32号机油或其它代适宜代用油，检查油标高度。油雾器油杯注N32机械油或其它适宜代用油，调节顶部针形阀，顺旋半圈。电源电压为380伏，气源压力为0.650

50、.8MPa。储能器进出油阀及钢瓶下部截止阀全开。电泵、气泵进油阀全开。气泵进气路旁通截止关闭，气泵进气阀关闭。泄压阀翻开。换向阀手柄处于中位，旁通阀处于开位2操作步骤电控箱旋钮转至手动位置启动电泵。检查电泵链条旋转方向；柱塞密封装置的松紧程度；柱塞运动的平稳状况。电泵运转10min后手动停泵。开气;泵进气阀启动气;泵。检查气泵工作是否正常。关气;泵进气阀，停泵。关闭泄压阀。旁通阀手扳至关位。2远程装置带负荷运转手动启动电泵，使储能器压力表上升至21MPa时手动停泵。稳压10min。检查管路密封情况，储能器压力表压降不超过0.5MPa为合格。观 察 环 形 防 喷 器 压 力 表 与 闸 板 防